RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Satuan Pendidikan : SMA

Kelas/Semester : XI/ I (Ganjil)

Mata Pelajaran : Fisika

Pokok Bahasan : Usaha dan Energi

Sub. Pokok Bahasan : Usaha, Energi dan Daya

Alokasi Waktu : 1 × 45 menit

A. Standar Kompetensi

1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika

benda titik

B. Kompetensi Dasar

1.1 Menganalisis hubungan antara usaha, perubahan energi dengan hukum

kekekalan energi mekanik

C. Indikator

1.1.1 Kognitif

a. Produk:

1. Mendefinisikan usaha, energi kinetik, energi potensial dan daya

2. Menjelaskan dan memformulasikan hubungan usaha dengan

energi kinetik

b. Proses:

1. Melakukan diskusi untuk mengkomunikasikan pendapat/jawaban

sesuai dengan rincian tugas yang ditentukan di LKS.

1.1.2 Afektif

1. Karakter: berpikir kreatif, kritis, dan logis; bekerja teliti, jujur, dan

berperilaku santun.

1

2. Keterampilan sosial: bekerjasama, menyampaikan pendapat, menjadi

pendengar yang baik, dan menanggapi pendapat orang lain.

D. Tujuan Pembelajaran

1.1.1 Kognitif

a. Produk

Peserta didik dapat :

1. Menjelaskan pengertian usaha.

2. Menganalisis hubungan antara besaran usaha, gaya dan perpindahan.

3. Menjelaskan teorema usaha-energi.

4. Menganalisis hubungan antara usaha dengan perubahan energi

kinetik.

5. Menjelaskan pengertian daya.

b. Proses

1. Disediakan LKS, siswa dapat melakukan diskusi dan

mengerjakannya dengan mengkomunikasikan pendapat masing-

masing sesuai rincian tugas yang telah ditentukan.

1.1.2 Afektif

1. Terlibat aktif dalam pembelajaran dan menunjukkan karakter

berpikir kreatif, kritis dan logis, bekerja teliti, jujur, dan berperilaku

santun.

2. Bekerjasama dalam kegiatan diskusi dengan aktif menyampaikan

pendapat, menjadi pendengar yang baik, dan menanggapi pendapat

orang lain.

E. Materi Ajar

1) Usaha

Orang yang mendorong dinding tembok tidak dapat dikatakan tidak

melakukan usaha atau kerja meskipun orang tersebut mengeluarkan gaya tekan

2

F

F cos

s

yang sangat besar, namun jika terdapat perpindahan kedudukan dari tembok, maka

orang tersebut dapat dikatakan melakukan kerja atau usaha.

Gambar 1.

Usaha akan bernilai bila ada perpindahan

Kata kerja memiliki berbagai arti dalam bahasa sehari-hari, namun dalam

fisika kata kerja diberi arti yang spesifik untuk mendeskripsikan apa yang

dihasilkan gaya ketika gaya itu bekerja pada suatu benda. Kata ’kerja’ dalam

fisika disamakan dengan kata usaha. Kerja atau Usaha secara spesifik dapat juga

didefinisikan sebagai hasil kali besar perpindahan dengan komponen gaya yang

sejajar dengan perpindahan.

Jika suatu gaya F menyebabkan perpindahan sejauh s, maka gaya F melakukan

usaha sebesar W, yaitu

Persamaan usaha dapat dirumuskan sebagai berikut.

W = F . s

W = usaha (joule)

F = gaya yang sejajar dengan perpindahan (N)

s = perpindahan (m)

3

Jika suatu benda melakukan

perpindahan sejajar bidang horisontal,

namun gaya yang diberikan membentuk

sudut terhadap perpindahan, maka besar

usaha yang dikerjakan pada benda adalah :

W = F . cos . s

2) Energi

Suatu sistem dikatakan mempunyai energi/ tenaga, jika sistem tersebut

mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha. Besarnya energi suatu sistem

sama dengan besarnya usaha yang mampu ditimbulkan oleh sistem tersebut. Oleh

karena itu, satuan energi sama dengan satuan usaha dan energi juga merupakan

besaran skalar. Satuan energi dalam SI adalah Joule.

Pada subbab ini kita akan mempelajari mengenai energi mekanik. Seperti

kita ketahui bahwa energi mekanik terdiri atas energi potensial dan energi kinetik.

a) Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena

gerakannya. Berdasarkan pengertian tersebut, kita dapat menyatakan bahwa

semua benda yang bergerak mempunyai energi kinetik. Sebagai contoh:

Sebuah sepeda motor yang sedang bergerak memiliki energi kinetik.

Persamaan energi kinetik adalah :

Ek = ½ mv2

Ek = energi kinetik (joule)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan gerak suatu benda (m/s)

b) Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena

pengaruh kedudukan atau letak benda tersebut. Misalkan sebuah benda

bermassa m digantung seperti di bawah ini.

4

Energi potensial dinyatakan dalam persamaan:

Ep = m g h

Keterangan :

Ep = energi potensial (joule)

m = massa (joule)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = ketinggian terhadap titik acuan (m)

c) Teorema Usaha Energi

Misalkan sebuah benda bermassa m mula-mula bergerak dengan

kecepatan vo kemudian sebuah gaya F bekerja pada benda tersebut sehingga

kecepatannya bertambah menjadi v t.

Karena kecepatan benda bertambah berarti energi kinetik benda juga

bertambah. Pertambahan energi kinetik ini berasal dari usaha yang

dilakukan oleh gaya F. Untuk mengetahui besarnya usaha yang bekerja pada

benda tersebut, mari kita tinjau gambar berikut.

5

h gm

vo

s

v t

F

Teorema usaha-energi apabila dalam sistem hanya berlaku energi kinetik saja

dapat ditentukan sebagai berikut.

W =F . s

W =ma. s

Pada GLBB perkalian a . s dapat diperoleh dari persamaan berikut.

v t2−vo

2

2=a . s

Sehingga,

Fs=m [ v t2−vo

2

2 ]W =1

2m v t

2−12

m vo2

W =Ek 2−Ek 1

W =∆ Ek

Sesuai dengan persamaan tersebut, usaha yang dilakukan oleh gaya yang

bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut.

3) Daya

Daya didefinisikan sebagai kecepatan usaha yang dilakukan atau besar usaha

persatuan waktu. Secara matematis, daya dapat dirumuskan sebagai berikut.

P=Wt

dengan

P = daya (watt)

W = usaha (joule)

t = waktu (sekon)

Satuan daya adalah joule/sekon dan satuan SI diberi nama watt (disingkat W).

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai satuan watt digunakan untuk

menyatakan spesifikasi peralatan listrik, misalnya lampu, setrika, lemari es,

televisi, dispenser, dan lain-lain.

6

F. Strategi Pembelajaran

1. Pendekatan Pembelajaran : Contextual Teaching and Learning (CTL)

2. Model Pembelajaran : Direct Instruction (DI)

3. Metode Pembelajaran : Ceramah, demonstrasi, diskusi, tanya jawab,

dan penugasan

G. Kegiatan Pembelajaran

Kegiatan Kegiatan Guru

Pendahuluan (± 5 menit)

Fase 1Menyampaikan tujuan dan mempersiapkan siswa

1. Memberikan salam dan mengabsen siswa2. Membuka pelajaran dengan menjelaskan

tujuan pembelajaran

Kegiatan Inti (± 30 menit)

Fase 2Mendemonstrasikan pengetahuan dan keterampilan

Fase 3Membimbing pelatihan

Fase 4Mengecek pemahaman dan memberikan umpan balik

1. Menjelaskan definisi usaha, energi dan daya serta menjelaskan tentang teorema usaha energi

2. Memberikan kesempatan kepada siswa untuk bertanya tentang apa yang belum dimengerti

3. Memberikan contoh soal dan soal untuk dikerjakan siswa ke depan

4. Menunjuk siswa untuk mengerjakan soal ke depan

5. Membahas bersama soal yang dikerjakan siswa

6. Memberikan kesempatan bagi siswa untuk mencatat

Penutup (± 10 menit)

Fase 5Memberikan kesempatan untuk pelatihan lanjutan dan penerapan.

1. Membimbing siswa membuat kesimpulan serta memberikan soal latihan untuk dikerjakan di rumah

2. Mengucapkan salam penutup

7

H. Alat/Bahan/Media Pembelajaran

1. Bahan Ajar : Buku pegangan Fisika SMA Kelas X Semester 1 dan LKS

2. Media : Papan tulis dan spidol

I. Penilaian Hasil Belajar

1. Teknik dan Bentuk Instrumen

Teknik Bentuk Instrumen

Pengamatan Sikap Lembar Pengamatan Sikap

Tes Tertulis Tes Uraian

J. Sumber Belajar

1. Kanginan, Marthen. (2007). Fisika untuk SMA Kelas X A. Jakarta:

Erlangga.

2. Lembar Kerja Siswa (LKS)

8

Lampiran 1

Kelas/Semester : XI / Ganjil

Materi : Usaha dan Energi

Nama Siswa : …………………......................................................

Kelas : ……………...............................................................

PERTANYAAN DISKUSI

1. Sebuah balok bermassa 1 kg di atas lantai licin. Jika gaya mendatar 2 N

digunakan untuk menarik balok, maka tentukan usaha yang dilakukan

agar balok berpindah sejauh 3 m.

2. Sebuah gaya sebesar 100 N yang membentuk sudut 30 ° terhadap arah

mendatar dikerjakan pada sebuah benda yang massanya 10 kg, sehingga

benda berpindah secara mendatar sejauh 5 meter. Tentukanlah besar

usaha yang dilakukan dengan menggunakan persamaan usaha.

3. Buah kelapa bermassa 2 kg berada pada ketinggian 1000 cm. Tentukan

energi potensial yang dimiliki buah kelapa terhadap permukaan bumi

4. Sebuah kotak yang massanya 2 kg mula-mula bergerak pada sebuah

bidang datar yang licin dengan kecepatan 2 m/s, kemudian pada kotak

tersebut bekerja sebuah gaya F = 20 N, sehingga kecepatannya menjadi

8 m/s. Tentukanlah :

a. Usaha yang dilakukan oleh gaya F

b. Jarak yang ditempuh

Jawab:

...........................................................................................................................

.........................................................................................................................

9

LEMBAR KERJA SISWA(LKS-01)

JAWABAN DISKUSI

1. Diketahui

m = 1 kg

F = 2 N

s = 3 m

Ditanya : Usaha ( W )?

Penyelesaian:

W =F . s

W = 2 N. 3 m

W = 6 Nm = 6 Joule

Jadi, besar usaha yang dilakukan agar balok berpindah sejauh 3 m adalah 6

Joule.

2. Diketahui

m = 10 kg

F = 100 N

s = 5 m

θ = 30 °

Ditanya : Usaha ( W )?

Penyelesaian :

W =F scosθ

= (100 N) (5 m) x (cos30 °)

= (100 N) (5 m) x ( 12√3)

= 250 √3 Nm

= 433 Joule

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya 100 N dengan sudut 30 ° tersebut adalah

433 J.

3. Diketahui :

m = 2 kg

g = 10 m/s2

h = 1000 cm = 10 m

10

30 °

Ditanya : Ep yang dimiliki buah kelapa terhadap permukaan bumi?

Penyelesaian:

Ep = m g h

= 2 kg. 10 m/s2 (10 m) = 200 Joule

Jadi, Energi potensial yang dimiliki buah kelapa terhadap permukaan bumi

adalah 200 Joule

4. Diketahui

v1=2 m/ s

v2=8 m /s

m = 2 kg

F=20 N

Ditanya: a) W ?

b) s ?

Penyelesaian:

a) Usaha yang dilakukan oleh gaya F

W =12

m v22−1

2m v1

2

¿( 12

x 2 x 82−12

x 2x 22)J

¿ (64−4 ) J = 60 J

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya F adalah 60 Joule

b) Jarak yang ditempuh

W =F . s

60 J= (20 N ) x s

s=6020

m = 3 m

Jadi, jarak yang diitempuh adalah 3 meter

11

v1=2 m/ s

s

v2=8 m /s

F = 20 N

12

Lampiran 2

Penilaian Kognitif (Uji Produk)

No Soal Kunci Jawaban Skor

1. Sebuah balok bermassa 1 kg di atas lantai licin. Jika gaya mendatar 2 N digunakan untuk menarik balok, maka tentukan usaha yang dilakukan agar balok berpindah sejauh 3 m.

Diketahuim = 1 kgF = 2 Ns = 3 mDitanya : Usaha ( W )?Penyelesaian:W =F . sW = 2 N. 3 mW = 6 Nm = 6 JouleJadi, besar usaha yang dilakukan agar balok berpindah sejauh 3 m adalah 6 Joule.

20

2. Sebuah gaya sebesar 100 N yang membentuk sudut 30 ° terhadap arah mendatar dikerjakan pada sebuah benda yang massanya 10 kg, sehingga benda berpindah secara mendatar sejauh 5 meter. Tentukanlah besar usaha yang dilakukan dengan menggunakan persamaan usaha.

Diketahuim = 10 kgF = 100 Ns = 5 mθ = 30 °Ditanya : Usaha ( W )?Penyelesaian :W =F scosθ= (100 N) (5 m) x (cos30 °)

= (100 N) (5 m) x ( 12√3)

= 250 √3 Nm

= 433 JouleJadi, usaha yang dilakukan oleh gaya 100 N dengan sudut 30 ° tersebut adalah 433 J.

20

3. Buah kelapa bermassa 2 kg berada pada ketinggian 1000 cm. Tentukan energi potensial yang dimiliki buah kelapa terhadap permukaan bumi

Diketahui :m = 2 kgg = 10 m/s2

h = 1000 cm = 10 mDitanya: Ep yang dimiliki buah kelapa

20

13

terhadap permukaan bumi ?Penyelesaian:Ep = m g h

= 2 kg. 10 m/s2 (10 m) = 200 JouleJadi, Energi potensial yang dimiliki buah kelapa terhadap permukaan bumi adalah 200 Joule

4. Sebuah kotak yang massanya 2 kg mula-mula bergerak pada sebuah bidang datar yang licin dengan kecepatan 2 m/s, kemudian pada kotak tersebut bekerja sebuah gaya F = 20 N, sehingga kecepatannya menjadi 8 m/s. Tentukanlah :a) Usaha yang dilakukan oleh

gaya Fb) Jarak yang ditempuh

Diketahuiv1=2 m/ s

v2=8 m /sm = 2 kg

F=20 NDitanya: a) W ? b) s ?Penyelesaian:a)Usaha yang dilakukan oleh gaya F

W =12

m v22−1

2m v1

2

¿( 12

x 2 x 82−12

x 2 x 22)J

¿ (64−4 ) J = 60 JJadi, usaha yang dilakukan oleh gaya F adalah 60 Joule

b) Jarak yang ditempuhW =F . s60 J= (20 N ) x s

s=6020

m = 3 m

Jadi, jarak yang diitempuh adalah 3 meter

40

Skor Maksimum 100

14

Lampiran 3

Lembar Penilaian Afektif (Sikap) Siswa

Keterampilan Sosial

Mata pelajaran : Fisika Pertemuan ke- : …………………….

Kelas/Prodi : X /IPA Hari/tanggal : …………………….

Semester :Ganjil Pokok bahasan : …………………….

Format Pengamatan Keterampilan Sosial

NoNama Siswa

Pengamatan Ketrampilan Sosial

Skor Ket.Bertanya

Menyumbang

ide/pendapat

Menjadi

pendengar

yang baik

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

15

NoNama Siswa

Pengamatan Ketrampilan Sosial

Skor Ket.Bertanya

Menyumbang

ide/pendapat

Menjadi

pendengar

yang baik

21

Keterangan:

A. Bertanya

Skor Kriteria

3 bertanya lebih dari 3 kali

2 bertanya 2 sampai 3 kali

1 bertanya cuma 1 kali

0 tidak bertanya

B. Menyumbangkan ide/pendapat

Skor Kriteria

3 menyumbangkan ide/pendapat lebih dari 3 kali

2 menyumbangkan ide/pendapat 2 sampai 3 kali

1 menyumbangkan ide/pendapat cuma1 kali

0 tidak menyumbangkan ide/pendapat

C. Menjadi pendengar baik

Skor Kriteria

3 mendengarkan pendapat dan mampu mengungkapkan kembali

pendapat dari temannya dengan benar

2 mendengarkan pendapat dan mampu mengungkapkan kembali

pendapat dari temannya tetapi masih ada sedikit yang salah

1 mendengarkan pendapat tetapi tidak mampu mengungkapkan kembali

pendapat dari temannya

0 tidak mendengarkan pendapat dari teman

Perolehan nilai:

Nilai= Jumlah Skor(Skor Maksimal )

×100

16

Kriteria Penggolongan Penilaian:

D = Memerlukan perbaikan (0-64),

C = Menunjukkan kemajuan(65-75),

B = Memuaskan (76-85),

A = Sangat baik (86-100)

17